Siyah Silisyum Karbür: Özellikler ve Uygulamalar
1. Genel Bakış
Siyah silisyum karbür (SiC), silika kumu ve petrol kokunun bir karışımının yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık 2200°C) elektrikli bir direnç fırınında ısıtılmasıyla üretilen sentetik bir seramik malzemedir. Alüminyum oksitten daha serttir ancak elmas veya bor karbürden daha az toktur.
2. Siyah Silisyum Karbürün Temel Özellikleri
| Mülk | Tanım |
|---|---|
| Sertlik | Mohs ölçeğinde 9.0-9.5 (elmas’a yakın) |
| Erime Noktası | ~2700°C (parçalanır, erimez) |
| Isıl İletkenlik | Yüksek (120-200 W/m·K) |
| Kimyasal Direnç | Asitlere, alkalilere ve oksidasyona karşı dayanıklıdır |
| Elektriksel İletkenlik | Yarı iletken |
| Mekanik Güç | Yüksek basınç dayanımı, kırılgan |
| Yoğunluk | ~3,1 gr/cm³ |
| Isıl Şok Direnci | Harika |
| Renk | Kirliliklerden (demir, karbon) dolayı siyah/koyu gri |
3. Siyah Silisyum Karbürün Uygulamaları
A. Aşındırıcılar ve Taşlama
Taşlama disklerinde, zımpara kağıtlarında ve kesici takımlarda kullanılır.
Demir dışı metaller (alüminyum, pirinç), seramikler ve kompozitler için etkilidir.
B. Refrakterler
Yüksek termal stabilitesi sayesinde fırın astarları, fırın mobilyaları ve potalar için uygundur.
Çelik imalatında ve cam üretiminde kullanılır.
C. Metalurjik Uygulamalar
Çelik üretiminde deoksidan görevi görür.
Demir ve çelik rafinasyonunda kaliteyi artırmak için kullanılır.
D. Aşınmaya Dayanıklı Bileşenler
Kumlamada nozullarda, contalarda ve püskürtme medyalarında kullanılır.
Erozyona maruz kalan pompa komponentlerinde uygulanır.
E. Elektronik ve Yarıiletkenler
Yüksek güç, yüksek sıcaklık gerektiren elektronik cihazlarda (diyotlar, LED’ler) kullanılır.
Bazı yarı iletken uygulamaları için altlık malzemesi.
F. Otomotiv ve Havacılık
Fren diskleri ve seramik fren balataları (ısıya dayanıklı olmaları nedeniyle).
Havacılıkta hafif yapısal bileşenler.
G. Seramikler ve Kompozitler
Seramik matrisli kompozitlerde (CMC) takviye maddesi.
Kurşun geçirmez zırh malzemelerinde kullanılır.
H. Parlatma ve Taşlama
İnce SiC tozları cam, taş ve optik bileşenlerin parlatılmasında kullanılır.
4. Yeşil Silisyum Karbür ile Karşılaştırma
Siyah SiC : Daha ucuz, biraz daha az saf (~%97-98 SiC), genel aşındırıcı ve refrakter amaçlar için kullanılır.
Yeşil SiC : Daha yüksek saflıkta (>%99), tungsten karbür gibi sert malzemelerin hassas taşlanmasında kullanılır.
5. Avantajlar ve Sınırlamalar
✔ Avantajları:
Aşırı sertlik ve aşınma direnci.
Mükemmel termal ve kimyasal kararlılık.
Elmas ve bor karbür ile karşılaştırıldığında maliyet açısından avantajlıdır.